LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів


Головна Легка промисловість → Підвищення вогнезахисту елементів будівельних дерев'яних конструкцій імпульсним просоченням антипіренами

Збільшення глибини проникнення розчину зменшується з кожним наступним імпульсом. Так, глибина проникнення після першого імпульсу – 1,5 мм, а збільшення глибини після дії 10 імпульсів (з 11 по 20-й) складає тільки 2,5 мм. Отже, для елементів БДК глибина просочення має практичну межу, величина якої залежить від габаритних розмірів елементу, амплітудного значення імпульсу тиску. Цей ефект характеризує принципова відмінність двовимірного випадку від одномірного, у якому обсяг внутрішнього простору не був обмежений.

Зі сказаного вище випливає, що при виборі режиму просочення конкретного елементу БДК варто брати до уваги його поперечні розміри, передпросочувану вологість і з цього визначати реально досяжну глибину проникнення антипірену і кількість імпульсів тиску заданої амплітуди.


Розроблена модель дозволила кількісно описати закономірність розподілу щільності заповнення порового простору уздовж товщини елементу БДК. На рис.3 представлені криві (1, 2), що описують цю закономірність після дії 25 та 100 імпульсів тиску з амплидутою 65 МПа у випадку рівномірного розподілу по поверхні елементу, перетин якого має розміри 100х100 мм2 . На цьому рисункі також надоні криві (3, 4) росподілу щільності у випадку просочення традиційними методами, коли питомі маси просочувального складу такіж самі, як для кривих 1і 2, відповідно.

Рис.3. – Розподіл щільності заповнення порового простору елементу БДК (перетин 100х100 мм2) уздовж товщини

1 – після 25 імпульсів тиску 65 Мпа; 2 – після 100 імпульсів тиску 65 Мпа;

3, 4 – традиційне автоклавне просочення з рівною поглиненою масою антипірену для випадку 1 та 2, відповідно.


Аналіз отриманих результатів показує, що крива розподілу щільності заповнення порового простору уздовж товщини елементу БДК у випадку просочення імпульснім методом, свідчить про наявність високого ступеню (>85%) заповнення на глибину до 10 мм. Навпаки, при традиційних технологіях, на такий глибині щільність заповнення становить не більш ніж 40%. Таким чином, проведені дослідження підтвердили гіпотезу про наявність поверхневого (до 10 мм) шару елементу БДК, який щільно просочений антипіреном. Тобто є підстави очікувати ефект підвищення вогнезахисних властивостей.

На основі розробленої моделі, проведена оцінка гранично можливих значень глибини просочення і маси поглиненого розчину для деяких варіантів елементів БДК.

На основі математичної моделі просторового розподілу амплітудно-часових параметрів поля тиску, формованого багатозазорним розрядником, визначено оптимальне співвідношення геометричних розмірів, що забезпечує створення однорідного поля тисків по довжині елементу БДК.

У четвертому розділі представлено експериментальні дослідження.

Багатозазорний розрядник розміщався в камері просочення паралельно її осі. Також паралельно осі камери розташовувався зразок елементу БДК із розміщеними на його поверхні з кроком 50 мм датчиками. Зразок елементу БДК установлювався на заданій відстані (h) від каналу розряду. Результати виміру розподілу тиску по гранях елементу БДК для h=30 мм представлені в табл.2. У цьому варіанті спільне розміщення політрону та системи крешерних датчиків було таким, що середній датчик (з номером 0) розташовано проти центрального розрядного проміжка політрона, а відстань між розрядними проміжками складала 55 мм.

Таблиця 2

Результати виміру тиску (Мпа) уздовж поверхні елементу БДК


Грань елементу БДК Точка виміру

– 2 – 1 0 1 2

Лицьова 61 62 64 61 63

Тильна 58 58 60 57 59


Зміна взаємного розміщення політрона та системи датчиків дозволила провести вимір розподілу тиску уздовж поверхні елементу БДК з шагом 10 мм. Аналіз цих результатів показує, що тиск по поверхні елементу БДК, створюване в камері просочення установки УІГ-1, практично однорідне (з погрішністю не більше 10%). Варіація погонної кількості розрядних проміжків в напрямку їх зменшення приводила до неприпустимої неоднорідності розподілу тиску.

Таким чином, вперше встановлено, що дослідження процесу просочення зразків елементів БДК, результати яких будуть приведені далі, проводились при середньому максимальному значенні імпульсу тиску 60 МПа, а неоднорідність тиску вздовж поверхні елементу БДК не перебільшує 10%, що цілком відповідає необхідним вимогам.

Експериментальні дослідження процесу глибокого просочення деревини імпульсним методом проведені за допомогою електрогідравлічної установки УІГ-1. Як досліджувані зразки використовувалися бруски з заболоні сосни з розмірами 30х60х1000 мм. Було відібрано 80 брусків, що мають однакові структуру і вагу (з допуском 10 грамів) при варіації вологості не більше 5%. Використано метод визначення вологості електровологометром, відповідно до вимог ГОСТ 16588-91 (ІСО 4470-81). Просочувальний склад являв собою 20% водний розчин антипірену ВАНН-1 (ТУ 2332-001-20510370-94), приготовлений з дотриманням рекомендацій розроблювача. Для візуального спостереження за результатами просочення в розчин додавалася барвна речовина. Температура розчину контролювалася термометром з погрішністю 0,5о С.

В процесі досліджень вирішувались наступні задачі:

  • перевірка достовірності гіпотези щодо реалізації щільного просочування порового простору поверхневого шару елементу БДК;

  • визначення глибини просочення і маси поглиненого розчину антипірену в залежності від числа імпульсів тиску при варіації значень передпросочуваної вологості елементу БДК і температури антипірену;

  • дослідження адекватності математичної моделі процесу просочення шляхом зіставлення отриманих експериментальних даних з результатами розрахункової оцінки.

  • дослідження ізотропності властивостей дерев'яної конструкції при імпульсному просоченні.

– Описана методика експериментів, зв'язаних з дослідженням ефективності процесу глибокого просочення.

Результати вимірів маси поглиненого БДК розчину антипірену ВАНН-1 у залежності від числа імпульсів тиску при різних передпросочуваних вологостях, представлені на рис.4. В експериментах середньостатистичне значення щільності зразків із сосни при вологості 20% складало 0,59 г/см3, пористість прийнята рівної 0,45, а щільність насиченого розчину антипірену ВАНН-1 при температурі 200 С була 1,09 г/см3.

Кореляція поглиненої маси та глибини просочення елементу БДК представлено на рис.5. Співвідношення цих кривих свідчить про наявність щільного, тобто більш ніж 85% порового простору, просочення поверхневого шару елементу БДК.

Таким чином, гіпотеза про формування поверхневого шару (глибиною до 10 мм), що має максимально щільне заповнення антипіреном порового простору, повністю підтверджена.



Рис. 4 - Залежність маси (М) поглиненого елементом БДК розчину антипірену ВАНН-1 від числа (N) імпульсів тиску при варіації передпросочуваної вологості ()

1 – П=30%; 2 – П=20%; 3 – П=10%; 4 – розрахункова крива, теоретична межа.


Рис.5. Кореляція поглиненої маси та глибини просочення елементу БДК (перед просочувальна вологість 10%)

1 – експериментальна крива; 2 – найбільш можливі значення М при П=10%.


У рамках даної роботи визначення вогнезахисних властивостей зразків елементів БДК, просочених імпульсним